Qu'est-ce que les thérapies géniques et cellulaires ?
Dernièrement, les thérapies géniques et cellulaires suscitent un vif intérêt, et ce pour de bonnes raisons. Elles sont très prometteuses pour le traitement de maladies telles que le cancer, la SLA, la sclérose en plaques, la drépanocytose, les maladies cardiaques, et plus encore.
En tant que plus grand système de recherche hospitalier du pays, Mass General Brigham compte plus de 500 chercheurs et cliniciens dédiés à l'étude des thérapies géniques et cellulaires, de la recherche fondamentale en laboratoire aux essais cliniques qui testent de nouvelles thérapies chez les patients. Le pionnier de la thérapie génique, le Dr Roger Hajjar, dirige le Mass General Brigham Gene and Cell Therapy Institute.
« Il s'agit d'une classe de médecine différente de ce que nous avons connu par le passé, et cela constitue un véritable changement de paradigme », déclare le Dr Florian Eichler, neurologue pédiatrique au Mass General Brigham qui étudie la génétique des troubles du système nerveux.
« Ces thérapies transformatrices nous permettent de traiter certains troubles que nous n'aurions jamais pensé pouvoir traiter, et elles nous aident à en traiter d'autres de nouvelles manières. »
Comme les thérapies géniques et cellulaires sont très récentes et différentes, beaucoup de gens se posent des questions à leur sujet. Que font exactement ces nouveaux traitements ? Comment fonctionnent-ils et qu'est-ce qui les rend si spéciaux ?
Considérez ceci comme un manuel sur la thérapie génique et cellulaire.
Différents types de thérapies géniques et cellulaires
Quelle est la différence entre la thérapie cellulaire et la thérapie génique ? Elles ne sont pas exactement identiques, mais elles sont étroitement liées et se chevauchent parfois.
« La thérapie génique et la thérapie cellulaire appartiennent toutes deux au domaine de la médecine de précision », explique le Dr Eichler. En médecine de précision, les médecins adaptent les traitements à une personne en fonction de ses gènes ou d'autres caractéristiques uniques.
Voici comment fonctionnent ces traitements.
Qu'est-ce que la thérapie génique ?
De nombreuses maladies sont causées par des mutations (erreurs) dans les gènes d'une personne. Il pourrait y avoir une erreur dans la séquence de l'ADN. Ou un gène pourrait être manquant ou répété. La thérapie génique est conçue pour neutraliser une anomalie du gène ou remplacer le gène défectueux par une version corrigée.
Habituellement, les médecins utilisent des virus pour introduire la version saine et corrigée du gène dans le corps du patient. L'idée d'infecter délibérément quelqu'un avec un virus peut sembler étrange. Mais le virus est d'abord modifié afin qu'il ne provoque aucun symptôme de maladie, explique le Dr Eicher. « Nous l'utilisons simplement comme un véhicule de livraison pour déposer la cargaison génétique. »
Une fois à l'intérieur, le gène sain s'insère dans l'ADN du patient, remplaçant la version défectueuse. Une fois l'erreur corrigée, le gène devrait commencer à fonctionner correctement, éliminant ainsi la maladie.
Une technologie, CRISPR-Cas9 (courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées et protéine 9 associée à CRISPR), a changé à jamais la façon dont les chercheurs étudient la thérapie génique. Elle permet d'ajouter, de supprimer ou de modifier des emplacements spécifiques de gènes plus rapidement et plus précisément que d'autres outils d'édition génétique.
Différents types de thérapies géniques et cellulaires
Quelle est la différence entre la thérapie cellulaire et la thérapie génique ? Les leucodystrophies sont un groupe de maladies génétiques rares affectant le système nerveux central (SNC), constitué du cerveau et de la moelle épinière. Les leucodystrophies endommagent la substance blanche du SNC, ralentissant ou bloquant les signaux entre les cellules nerveuses. Cela peut provoquer de nombreux symptômes différents, notamment des troubles du mouvement, de la vision, de l'audition et de la pensée. Il existe plus de 50 types de leucodystrophies.
En tant que directeur du service des leucodystrophies, le Dr Eichler et son équipe prennent en charge les patients atteints de leucodystrophie en utilisant une combinaison de gestion des symptômes, d'options thérapeutiques reconnues, ainsi que de thérapies et de recherches émergentes. Les chercheurs de Mass General Brigham font progresser les études sur l'histoire naturelle et les essais de thérapie génique pour les leucodystrophies (NCT02851862, NCT02851563 et NCT01896102). Grâce à cette recherche génétique et à cette technologie novatrices, ils visent à lancer de nouveaux traitements pour les leucodystrophies.
Le Mass General Center for Rare Neurological Diseases (CRND) vise également à éradiquer les leucodystrophies et autres maladies rares du système nerveux en tirant parti de la puissance des connaissances biologiques pour la conception et la mise en œuvre d'essais cliniques.
Qu'est-ce que la thérapie cellulaire ?
Dans la thérapie cellulaire, les médecins transplantent des cellules humaines chez un patient pour remplacer ou réparer des cellules endommagées. Tous les types de thérapie cellulaire ne sont pas nouveaux. Les transfusions sanguines en sont un exemple courant. Les greffes de cellules souches issues de la moelle osseuse sont utilisées depuis des décennies pour traiter la leucémie et d'autres maladies.
Mais les scientifiques réalisent de nouvelles percées en thérapie cellulaire. En médecine régénérative, les médecins peuvent injecter des cellules adipeuses ou de la moelle osseuse pour aider à guérir les lésions articulaires. Et de nombreux traitements prometteurs associent la thérapie cellulaire à la thérapie génique. Vous pouvez les considérer comme des thérapies géniques cellulaires.
Les cellules modifiées pour traiter les maladies comprennent :
- Lymphocytes T (commercialisés sous le nom de lymphocytes T à récepteur antigénique chimérique ; lymphocytes CAR-T)
- Lymphocytes B, cellules tueuses naturelles (NK)
- Lymphocytes infiltrant les tumeurs (TIL)
- Cellules dendritiques (DC)
Thérapie génique cellulaire
Avec ces traitements, les médecins prélèvent des cellules chez un patient. En laboratoire, des experts modifient ces cellules à l'aide de la thérapie génique. Les médecins réimplantent ensuite les cellules modifiées dans le corps du patient, où elles combattent la maladie ou donnent naissance à de nouvelles cellules saines.
Comment fonctionne la thérapie génique pour la drépanocytose ?
La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a approuvé deux thérapies géniques pour la drépanocytose, une maladie sanguine héréditaire entraînant des douleurs chroniques. Les thérapies, Casgevy et Lyfgenia utilisent deux techniques différentes de thérapie génique cellulaire pour traiter la drépanocytose.
Chaque traitement extrait des cellules souches de la moelle osseuse d'un patient et les modifie grâce à une technologie d'édition génique dans des laboratoires situés à des kilomètres de là. Alors que Casgevy s'appuie sur CRISPR pour modifier les gènes à l'intérieur des cellules souches, Lyfgenia s'appuie sur un virus inoffensif appelé vecteur lentiviral pour délivrer le matériel génétique. Les deux aident les cellules souches à atténuer les effets de la drépanocytose une fois réinjectées dans la moelle osseuse du patient.
La thérapie par cellules souches est-elle la même chose que la thérapie génique ?
Pas nécessairement. Les cellules souches sont particulières car elles ont la capacité de se transformer en de nombreux types de cellules différents. Certains types de thérapie cellulaire utilisent des cellules souches, mais d'autres non.
Prenons l'exemple de la thérapie par cellules CAR-T. Dans le traitement du cancer par cellules CAR-T, les médecins prélèvent le sang d'un patient et en extraient les lymphocytes T, un type de cellule immunitaire. Les scientifiques modifient les lymphocytes T en laboratoire, puis les médecins les réinjectent dans le corps du patient. Une fois sur place, les cellules modifiées recherchent et attaquent les cellules cancéreuses. La thérapie par cellules CAR-T a été approuvée pour traiter le lymphome et le myélome multiple, et les scientifiques étudient son potentiel pour traiter d'autres cancers.
Exemples de thérapies géniques et cellulaires
Les chercheurs de Mass General Brigham cherchent de nouvelles façons d'appliquer les thérapies géniques et cellulaires, notamment :
Thérapies géniques pour la vision, la cécité et la maladie d'Alzheimer
Les chercheurs de Mass Eye and Ear ont exploré l'utilisation de la technologie d'édition génique CRISPR pour cibler les mutations responsables de la surdité et de la cécité. Les chercheurs du Brigham and Women’s Hospital ont également étudié si la modification d'un gène dans le cerveau pourrait aider à traiter la maladie d'Alzheimer familiale.
Thérapie cellulaire pour les cancers
Les chercheurs du Mass General Cancer Center ont rapporté des résultats impressionnants grâce à une nouvelle approche de la thérapie CAR-T pour le glioblastome. Ils ont constaté des réductions spectaculaires de la taille des tumeurs au cours d'un essai clinique.
Thérapie génique cellulaire pour la drépanocytose
Le Comprehensive Sickle Cell Disease Treatment Center du Massachusetts General Hospital est l'un des premiers centres aux États-Unis à être autorisé à administrer Casgevy pour la drépanocytose.
Thérapie génique et cellulaire pour la mucoviscidose
La mucoviscidose (CF) est une maladie génétique qui peut mettre la vie en danger et pour laquelle il n'existe actuellement aucun remède. Cela conduit les cellules du système respiratoire et d'autres parties du corps à absorber un excès de sodium et d'eau. Cette absorption crée un mucus épais dans les poumons, le pancréas et d'autres organes.
Les chercheurs de Mass General Brigham cherchent à utiliser la science derrière la thérapie génique et cellulaire pour la mucoviscidose afin de ralentir, d'arrêter et de prévenir la maladie. Ils étudient également l'utilisation de la thérapie par cellules souches pour traiter les dommages causés par la mucoviscidose aux poumons, au pancréas et à d'autres organes.
« Dans nos laboratoires et dans le cadre d'essais cliniques, nous testons différentes approches thérapeutiques », explique Lael Yonker, MD, pneumologue pédiatrique au Mass General Brigham. Le Dr Yonker soigne des patients au Mass General Brigham for Children et est codirecteur du centre de mucoviscidose. « Ces essais donnent aux personnes atteintes de mucoviscidose la possibilité d'accéder à de nouvelles thérapies potentielles avant qu'elles ne soient largement disponibles. »
Les scientifiques étudient également des techniques d'imagerie avancées, qui aideront les médecins à comprendre et à créer des traitements pour l'inflammation des voies respiratoires ainsi que des traitements pour les personnes qui développent un diabète en raison de la mucoviscidose.
« Le traitement de la mucoviscidose a beaucoup progressé ces dernières années. De plus en plus de personnes atteintes de cette maladie vivent plus longtemps et mieux que jamais auparavant », déclare le Dr Yonker. « Mais ce n'est pas suffisant. Nous voulons un remède : la thérapie génique et cellulaire pourrait en être la clé. »
Combien de thérapies géniques et cellulaires sont approuvées par la FDA ?
À ce jour, la FDA a approuvé plus de 30 thérapies géniques et cellulaires, dont Casgevy. Mais le Dr Eichler affirme que les chercheurs en étudient des milliers d’autres, de sorte que ce nombre devrait augmenter rapidement.
« Nous allons assister à une énorme augmentation de ces traitements », prédit-il.
Bon nombre de ces thérapies approuvées offrent de l'espoir aux personnes atteintes de maladies qui, jusqu'à présent, étaient difficiles, voire impossibles à traiter.
« Soudainement, nous sommes en mesure de traiter des maladies rares que nous n'avions jamais pu traiter auparavant », déclare le Dr Eichler. Plus de 7 000 maladies rares seraient causées par une erreur dans un seul gène, ajoute-t-il. La thérapie génique et cellulaire offre une opportunité de corriger ces erreurs génétiques.
Des chercheurs de Mass General Brigham mènent cet effort. « Au cours des 2 dernières années, le nombre d'essais de thérapie génique dans notre hôpital a plus que doublé, et nous prévoyons une croissance bien plus importante à venir », déclare le Dr Eichler. « Il existe d'énormes opportunités de développer de nouveaux traitements. »